Quantitative Assessment of the Effects of ‘Inodilators’ on the Myocardium in Patients without Primary Cardiac Insufficiency after Coronary Surgery: Part I - Amrinone

Summary

The positive inotropic and peripheral vasodilating effect of amrinone has been measured in 20 patients without manifest cardiac insufficiency during the early (8-18 h postoperative) and late (18-48 h postoperative) recovery phase after coronary surgery.

On conclusion of the surgical intervention first the aortocoronary bypass flow was compared during dobutamine and amrinone administration. It increased by 88 % with amrinone and by 19 % with dobutamine. Then a needle force probe was implanted in the myocadium. Directly measured local myocardial force increased not significantly by 3.5 % after the first and by 5.1 % after the second bolus injection of 2 mg/kg amrinone. The rate of myocardial contraction increased by 18.7 % and 12 %. The rate of relaxation decreased by 5.3 % after the first and increased by 15 % after the second injection. Mean pulmonary arterial pressure fell from 18.5 to 15.5 mmHg and from 19.7 to 17 mmHg. Cardiac output increased by 23 % after the first and by 20 % after the second injection. Heart rate rose from 88 to 99 bpm and from 86 to 94 bpm. Total peripheral resistance fell from 1 035 to 706 dyn*s*cm^-5 and from 1 036 to 819 dyn*s*cm^-5. The systolic arterial pressure fell from 132 to 116 mmHg after the first injection and did not change after the second injection.

Amrinone was found to be a powerful peripheral vasodilator with a mild positive inotropic action. The variations in the effects between the early and late recovery phases mainly reflect a progressive haemodynamic stabilization with a decreasing tendency toward hypotensive disregulation. Careful consideration has to be paid to a properly balanced filling of the vascular system before administering amrinone.

Zusammenfassung

Eine Gruppe neuer Kardiotonika mit unterschiedlich ausgeprägter positiv inotroper Wirkung verlangt nach neuen Meßmethoden, mit denen die kardiale Wirkung von der auf die Gefäßperipherie quantitativ unterschieden werden kann.

An 20 Patienten (6 Frauen, 14 Männer) im Alter zwischen 48 und 76 Jahren (Mittel 62,3 Jahre), die präoperativ keine Zeichen einer manifesten Herzinsuffizienz zeigten, wurde während eines routinemäßigen koronarchirurgischen Eingriffes ein Nadelkraftaufnehmer (1,3 mm dick, 9 mm lang) in die Vorderwand des linken Ventrikels implantiert. Der Aufnehmer war auf die Spitze eines Venenkatheters montiert. Er wurde nach 48 Stunden wie eine temporäre Schrittmacherelektrode transkutan gezogen.

Alle Patienten wurden vor der Operation über den Meßvorgang und die pharmakologische Studie informiert und um ihre schriftliche Zustimmung gebeten.

Über 48 Stunden wurde die vom Herzmuskel aktiv entwickelte Faserspannung am Meßort gemessen. Zwischen der 8. und 18. Stunde und zwischen der 18. und 48. Stunde nach Abschluß der Operation wurden jeweils über 3 Minuten 2 mg/kg Amrinon i. v. injiziert. Zusätzlich zur entwickelten Myokardkraft wurden der Aortendruck, das Herzzeitvolumen (Thermodilution), die Herzfrequenz und der zentralvenöse und pulmonalarterielle Druck gemessen. Der totale periphere Widerstand wurde berechnet.

Der aortokoronare Bypass-Fluß stieg um 19 % an nach intrakoronararterieller Gabe von 0,4 μg/kg Dobutamin und um 88 % nach Gabe von 0,2 mg/kg Amrinon. Eine Bolusinjektion von 2 mg/kg Amrinon hatte in der frühen bzw. späten postoperaliven Beobachtungsphase in Hämo- und Kardiodynamik eine z. T. statistisch signifikant unterschiedliche Wirkung: Der systolisch arterielle Druck (Arteria radialis) sank in der frühen Phase von 132 (± 6,6) auf 116 (± 6,3) mmHg und blieb nach der 2. Injektion nahezu unverändert. Der mittlere pulmonalarterielle Druck sank in der frühen Phase von 18,5 (± 1,2) auf 15,5 (± 1,1) mmHg, in der späten Phase von 19,7 (± 0,9) auf 17,0 (± 0,8) mmHg. Das Herzzeitvolumen stieg in der frühen Phase von 5,6 (± 0,3) auf 6,9 (± 0,4) L/min, später von 5,4 (± 0,3) auf 6,5 (± 0,2) L/min. Die Herzfrequenz stieg nach der ersten Injektion von 88 (± 3,5) auf 99 (± 3,5) bpm, nach der zweiten von 86 (± 3,5) auf 94 (± 3) bpm an. Der totale periphere Widerstand sank nach der ersten Injektion von 1035 (± 74) auf 706 (± 64) dyn*s*cm^-5 und nach der zweiten von 1036 (± 53) auf 819 (± 46) dyn*s*cm^-5 ab. Der geringe Venendruckabfall war zu beiden Meßperioden weder signifikant noch unterschiedlich zwischen beiden Messungen. Die vom Myokard aktiv entwickelte Kraft stieg am Operationstag um 3,5 (± 5,3)%, später um 5,1 (± 3,6)%. Die Unterschiede waren nicht signifikant. Die Kontraktionsgeschwindigkeit (+dF/dt_max) stieg zunächst um 18,7 (± 6)%, später um 12 (± 6)%, die Relaxationsgeschwindigkeit fiel zunächst um 5,3 (± 6)%, stieg später um 15 (± 11)% an.

Amrinon erweist sich im postoperativen Verlauf als ein schwaches Inotropikum und als ein kräftiger, peripherer Dilatator. Die hämodynamischen Meßdaten alleine erlauben keine Aussage zur kardiotonen Wirkung. Die direkte lokale Kraftmessung mit Nadelkraftaufnehmern gestattet die quantitative Messung der Myokardmaschenspannung. Tierexperimentell und klinisch intraoperativ konnten wir zeigen, daß der routinemäßig gewählte Meßort im Mittelgeschoß der Kammer für kleine Pre- und Afterloadänderungen ausreichend unempfindlich ist, um die gemessene Myokardkraftsteigerung als Maß für eine positiv inotrope Wirkung werten zu können. Dennoch empfiehlt sich die Anwendung von Amrinon in erweiterter Indikation möglicherweise besonders in der Gefäßchirurgie bei verzögerter Wiedereröffhung revaskularisierter Gefäßabschnitte.

Key words

Myocardial force development - Positive inotropy - Phosphodiesteraseinhibitors - Vascular effects - Amrinone